Contraintes phylogénétiques et évolution de la dent chez les

Contraintes phylogénétiques et évolution de la dent chez les rongeurs murinés : une approche
couplée morphométrie / génétique / approche comparative
Encadrantes : P. Chevret / M. Semon / S. Renaud
Unités et équipes de Recherche :
PC & SR, Laboratoire de Biométrie Evolutive, équipe Ecologie Evolutive des Populations
MS : Institut de Génomique Fonctionnelle, équipe Zoologie Moléculaire
Contacts : [email protected]; [email protected]; [email protected]
Contexte
Les traits phénotypiques peuvent évoluer en réponse à la sélection mais également de manière
neutre, parallèlement à la divergence génétique. Certains patrons d’évolution peuvent être favorisés
par des propriétés du développement produisant plus facilement certains phénotypes. Replacer
l’évolution morphologique dans son contexte phylogénétique est crucial pour pouvoir faire la part
des différents facteurs et identifier les mécanismes sous-tendant l’émergence de la diversité.
Modèle
Les rongeurs constituent le plus diversifié des ordres de mammifères, avec environ 2000 espèces
incluant près de la moitié des espèces de mammifères. Cette diversité résulte d’une succession de
radiations, parmi lesquelles celle qui a conduit à la sous-famille des murinés, qui inclut aujourd’hui
près de 120 genres et 550 espèces. Ce clade inclut des représentants emblématiques comme le rat et
la souris. Une telle diversification s’est accompagnée d’évolution répétée de régimes alimentaires
spécialisés, générant de fortes pressions de sélection sur un caractère lié à la consommation des
aliments comme la dent et donc possiblement des événements d’accélération de l’évolution
morphologique (Renaud et al. 2007). Le patron dentaire chez les murinés est un aussi caractère
taxonomique robuste, suggérant un lien fort entre morphologie dentaire et phylogénie et donc une
certaine conservation des morphologies dentaires au-delà des changements de régime alimentaire.
Enfin, les propriétés du développement mises en évidence chez la souris de laboratoire suggèrent
que certaines directions de variation pourraient être plus facilement produites (Renaud et al. 2011).
De récentes analyses moléculaires (e.g. Lecompte et al. 2008) fournissent un contexte
phylogénétique très robuste, offrant la possibilité d’investiguer les moteurs et les contraintes de la
diversification dentaire dans ce clade, et en particulier le poids respectif de l’héritage phylogénétique
et de l’adaptation dans la différentiation d’un caractère complexe comme la dent.
Sujet
Le sujet s’articule autour de deux étapes cruciales. La première consistera à documenter la variation
de la morphologie dentaire au sein de la sous-famille et de quelques groupes externes au moyen des
méthodes quantitatives de morphométrie géométrique. Ceci fournira une quantification de la
disparité morphologique au sein du groupe. Cette étape reposera à la fois sur une base de données
existante et son complément par des visites de musées européens afin de compléter
l’échantillonnage taxonomique en optimisant la congruence entre données morphologiques et
données phylogénétiques existantes. La deuxième étape visera à comparer les taux d’évolution
morphologiques et génétiques au moyen de la méthode des contrastes indépendant. Enfin
l’application des méthodes comparatives à ce jeu de données pourra donner une vision originale sur
comment la diversification morphologique s’est faite en lien avec la phylogénie (e .g. Pantalacci et
al. 2009). Les événements d’évolution parallèle, les contraintes et les traits caractéristiques de
certains groupes seront mis en évidence. En comparant taux d’évolution moléculaires et
morphologiques, les contextes sélectifs (sélection stabilisante ou évolution rapide) pourront être mis
en évidence (Renaud et al. 2007). Une estimation des morphologies ancestrales pourra être estimée
et comparée aux taxons fossiles connus.
Cette possibilité de confrontation aux taxons fossiles sera exploitée dans le cadre d’une application
originale au taxon éteint Malpaisomys. Ce rongeur endémique des Canaries s’est éteint durant la
période historique. Malgré sa morphologie dérivée particulière (Renaud & Michaux 2004), de tous
récents résultats paléogénétiques ont mis en évidence sa parenté avec la souris (Pagès, Chevret et al.
2012). L’insertion de ce taxon éteint dans une analyse comparative du groupe permettra de mieux
connaitre le contexte de son étonnante évolution.
Financement
ANR BIGTOOTH « Evolution répétée de la dent chez la souris : une perspective éco-évo-dévo »
Références du groupe de partenaires
Lecompte, E., Aplin, K., Denys, C., Catzeflis, F., Chades, M. & Chevret, P. 2008. Phylogeny and biogeography of
African Murinae based on mitochondrial and nuclear gene sequences, with a new tribal classification
of the subfamily. BMC Evolutionary Biology 8: 199.
Pagès, M., Chevret, P., Gros-Balthazard, M., Hughes, S., Alcover, J.A., Hutterer, Rando, J.C., Michaux, J. & Hänni,
C. 2012. Paleogenetic Analyses Reveal Unsuspected Phylogenetic Affinities between Mice and the
Extinct Malpaisomys insularis, an Endemic Rodent of the Canaries. PLoS ONE 7(2) : e31123.
Pantalacci, S., Sémon, M., Martin, A., Chevret, P. & Laudet, V. 2009. Heterochronic shifts explain variations in a
sequentially developing repeated pattern: palatal ridges of muroid rodents. Evolution and
Development 11: 422-433.
Renaud, S., Chevret, P. & Michaux, J. 2007. Morphological vs. molecular evolution: ecology and phylogeny both
shape the mandible of rodents. Zoologica Scripta 36: 525-535.
Renaud, S., Pantalacci, S. & Auffray, J.-C. 2011. Differential evolvability along lines of least resistance of upper
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